Verfahren zum Prägen von Materialien

Abstract

 Zur Erzielung einer partiellen Oberflächenprägung bei Kunststoffolien oder bei Formteilen, die aus Kunststoffolien hergestellt sind, wird dieses Formteil 1 auf eine Aufnahmevorrichtung 2 aufgenommen, in dem zu prägenden Bereich (3) mittels einer Heizvorrichtung auf eine Temperatur, bei der das Material thermoformbar ist, vorgeheizt und anschließend mittels einer Prägeeinrichtung bleibend verformt. Die Prägeeinrichtung umfaßt zumindest einen Oberstempel 8 mit kühlbarem Formwerkzeug (10).

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Prägen von Materialien mit zumindest einem Anteil an einem Kunststoff, der bei Erwärmung in einen erweichten Zustand überführbar ist. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

[0002] Es ist bereits ein Verfahren zum Prägen von Schriftzügen in Kunststoffolien mittels Hochfrequenz bekannt. Der Einsatz dieses Verfahrens ist jedoch nur bei polaren Kunststoffen möglich, zum Beispiel bei ABS, PVC, TPU usw.

[0003] Weiterhin ist es bekannt, den Prägevorgang mittels eines ständig erhitzten Prägewerkzeuges durchzuführen, bei welchem die Erwärmung der Kunststoffolie und das anschließende Prägen mittels des erhitzten Prägewerkzeuges in einem Arbeitsgang erfolgt. Nachteilig bei einem solchen Verfahren ist die Tatsache, daß die durch Prägen verformte Folie nicht unter Beibehaltung des Prägedruckes abkühlen kann, weil das Prägewerkzeug heiß bleibt. Hierdurch lassen sich weder besonders scharfkantige Prägekonturen noch eine exakte Beibehaltung der Prägekonturen bei einer späteren längeren Einwirkung erhöhter Temperaturen erzielen. Solche längeren Einwirkungen höherer Temperaturen treten beispielsweise im Innenraum von Kraftfahrzeugen auf, so daß dort eingesetzte Kunststoffolien mit entsprechenden Prägungen nachteilig beeinflußt werden.

[0004] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, mit deren Hilfe es möglich ist, Prägungen von Materialien mit zumindest einem Anteil an einem Kunststoff durchzuführen, der bei Erwärmung in einen erweichten Zustand überführbar ist, wobei ein scharfkantige Kontur und eine dauerhafte Beständigkeit auch bei höheren Temperatureinwirkungen erzielbar ist.

[0005] Zur Lösung dieser Aufgabe sind zwei Lösungsmöglichkeiten vorgesehen. Die erste Lösung der Aufgabe besteht darin, daß das zu prägende Material gleichzeitig mit Beginn der Prägedruckeinwirkung durch Kontaktwärme eines erhitzten Prägewerkzeuges bei ansteigendem Prägedruck bis auf eine Temperatur erwärmt wird, die bei Polyolefinen zumindest dem Kristallitschmelzbereich und bei amorphen Kunststoffen oder Elastomeren zumindest dem Erweichungsbereich entspricht, wobei der Vorgang der Druckeinwirkung und der Erwärmung so lange fortgesetzt wird, bis eine vorgesehene Eindringtiefe des Prägewerkzeuges in das zu prägende Material erreicht ist, worauf dieses Material bei weiterhin unter Druck einwirkendem Prägewerkzeug durch Kühlen des Prägewerkzeuges abgekühlt wird und das Prägewerkzeug nach dem Abkühlen entfernt wird.

[0006] Nach der zweiten Lösungsmöglichkeit ist vorgesehen, daß das zu prägende Material zumindest in dem durch Prägen zu verformenden Bereich auf eine Temperatur erwärmt wird, die bei Polyolefinen zumindest dem Kristallitschmelzbereich und bei amorphen Kunststoffen oder Elastomeren zumindest dem Erweichungsbereich entspricht und daß nach dem Erwärmen der Prägevorgang durch Druckeinwirkung bei gleichzeitig schroffer Abkühlung des zu prägenden Bereiches erfolgt.

[0007] Die beiden Prägeverfahren sind vorzugsweise jedoch nicht ausschließlich für das Prägen von Schriftzügen, Symbolen und Sollbruchlinien bei Behältnissen für Airbags vorgesehen.

[0008] Als prägefähige Materialien können Polyolefine, technische und biologisch abbaubare Kunststoffe sowie deren E-Modifikationen und organische Stoffe betrachet werden. Sie können vollständig oder anteilig aus thermoplastischen Komponenten bestehen sowie Fasern und Füllstoffe mit einem Anteil bis 99% beinhalten. Fasern und Füllstoffe können organisch und/oder anorganisch und/oder synthetisch und/oder natürlich sein. Ebenso sind duroplastische Verbunde mit thermoplastischem Anteil prägefähig. Diese Materialien können als Folien, Vliese, Teppische, Textilien oder in anderer Halbzeuggestalt , wie z.B. Platten, Spritzgußteile, usw., vorliegen sowie aus Verbunden der genannten Materialien mit Schäumen aus thermoplastischen Kunststoffen oder Schäumen mit thermoplastischem und/oder duroplastischem Kunststoffanteil bestehen.

[0009] Bei dem zweiten der beiden Verfahren wird das zu prägende Material bis auf eine noch näher zu erläuternde Übergangszone, die im Bedarfsfalle ebenfalls von der Erwärmung erfaßt wird, ausschließlich in dem durch den Prägevorgang zu beeinflußenden Bereich auf die notwendige Temperatur gebracht, wobei der Prägevorgang gleichzeitig durch Einwirken von Druck und einer extremen Abkühlwirkung durchgeführt wird. Die anzuwendende Prägetemperatur hängt bei beiden Verfahren vom zu prägenden Material ab. Bei Polyolefinen liegt diese Temperatur im/oder über dem Kristallitschmelzbereich TK des jeweiligen Kunststoffs. Bei amorphen Kunststoffen oder Elastomeren liegt diese Temperatur im/oder über dem Erweichungs- bzw. Schmelzbereich TS des jeweiligen Kunststofftyps. Diese Temperaturen können der Fachliteratur beispielsweise

die Kunststoffe und ihre Eigenschaften" - Hans Domininghaus - VDI Verlag, entnommen werden. Durch die Erwärmung des zu prägenden Bereiches auf die jeweils entsprechend dem Kunststofftyp zu bestimmende Temperatur und das Prägen nach der zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, wird ins-besondere durch die hohe Heizleistung sowie durch die starke Abkühlwirkung des Prägewerkzeuges erreicht, daß die durch das Prägen entstehenden Konturen besonders prägnant ausfallen und eine hohe Wärmeformbeständigkeit aufweisen. Dieselben guten Ergebnisse lassen sich auch durch das Verfahren entsprechend der ersten Variante erzielen, denn entscheidend für die hohe Prägeprägnanz und die Formbeständigkeit ist, wie auch bei der zweiten Variante, das Abkühlen des geprägten Bereiches in Kontakt mit dem Prägewerkzeug, und zwar jeweils ausgehend vom Schmelzbereich des zu prägenden Materials. Diese Warmeformbeständigkeit ist auf eine Umwandlung des kristallinen Anteiles bzw. der kristallinen Struktur bei Polyolefinen zurückzuführen. Eine derartige Umstrukturierung des Molekülverbundes führt zu einer wesentlich verringerten Rückstellung der Prägung durch eingefrorene Spannungen. Dies ist insbesondere für Innenverkleidungen von Kraftfahrzeugen wichtig, bei denen durch Sonneneinstrahlung hohe Temperaturen im Innenraum des Kraftfahrzeuges erreicht werden. Da die Erwärmung bei beiden Verfahrensvarianten im wesentlichen auf den zu prägenden Bereich beschränkt ist, können bereits verformte Teile noch nachträglich mit einer Prägung versehen werden, ohne daß die Formgebung des aus Kunststoff hergestellten Teiles beeinträchtigt wird.

[0010] Die angestrebte Prägeprägnanz wird in vorteilhafter Weise noch dadurch gesteigert, daß die Prägegeschwindigkeit kleiner ist, als dies der möglichen Fließgeschwindigkeit des zu prägenden Materials bei der gerade herrschenden Temperatur und dem gerade vorherrschenden Prägedruck entspricht, der von 0 bei Prägebeginn auf einen von der Oberflächentemperatur und der Materialbeschaffenheit des zu prägenden Materials abhängigen End-Prägedruck gesteigert wird. Hierdurch wird der bereits beschriebenen Umstrukturierung des Materials während des Prägevorganges genügend Zeit gelassen, um eine exakte Anpassung an das Prägewerkzeug zu erreichen. Außerdem wird hier-durch der erzielte Zustand besser stabilisiert, als wenn man mit sehr hohen Prägegeschwindigkeiten arbeiten würde. Der beim Prägevorgang eingestellt End-Prägedruck kann in vorteilhafter Weise mindestens 10 Newton/cm² betragen und sollte, da materialabhängig, durch einen Versuch festgelegt werden.

[0011] Die Erwärmung des zu prägenden Bereiches kann durch IR-Strahler durch ein erhitztes gasförmiges Medium oder durch eine Kontaktheizung erfolgen.

[0012] Damit Spannungen zwischen dem sehr hoch erhitzten Bereich und den anschließenden Randbereichen vermieden werden, ist es zweckmäßig, bei der Erwärmung des zu prägenden Bereiches in dem Randbereich desselben eine Übergangszone mit allmählich abfallender Temperatur einzustellen. Hierdurch wird nicht nur ein Spannungsfeld abgebaut, sondern auch eine Wulstbildung um den geprägten Bereich herum vermieden. Bei der Anwendung von IR-Strahlern, aber auch bei Erwärmen mittels erhitzter gasförmiger Medien ist es besonders vorteilhaft, wenn zur Steuerung der örtlichen Verteilung der Wärmeeinwirkung auf das zu prägende Material eine Blende verwendet wird. Diese Blende kann im Randbereich durch geeignete Maßnahmen führ die IR-Strahlung durchlässig gemacht werden, um die Übergangszone mit allmählich abfallender Temperatur einstellen zu können.

[0013] Die schroffe Abkühlung während des Prägevorganges, die auf die Wärmestandfestigkeit des geprägten Bereiches wesentlichen Einfluß hat, erfolgt erfindungsgemäß mittels eines kühlbaren Prägewerkzeuges. Üblicherweise genügt es, wenn die Prägung mittels eines massiven Werkzeuges erfolgt. Wenn dagegen eine noch stärkere Ausprägung von scharfkantigen Konturen gewünscht ist und wenn bei geringen Drücken eine materialschonende Verarbeitung erforderlich ist und trotzdem eine scharfe Ausformung der Prägung erzielt werden soll, so ist dies errreichbar, wenn in Weiterbildung der Erfindung die Prägung mittels eines luftdurchlässigen Prägewerkzeuges erfolgt. Die vorteilhafte Wirkung wird dadurch erzielt, daß die zwischen dem zu prägenden Material und dem Prägewerkzeug eingeschlossene Luft durch das Prägewerkzeug hindurch entweichen kann. Um hier eine möglichst scharfkantige Prägung zu erzielen, ist es vorteilhaft, wenn das Prägewerkzeug eine mikroporöse Struktur aufweist, so daß praktisch an allen Stellen des Prägewerkzeuges eine Abführung der eingeschlossenen Luft möglich ist, was dazu führt, daß sich das zu prägende Material ohne Zwischenlage eines komprimierten Luftpolsters unmittelbar an das Prägewerkzeug anlegen und dessen Kontur annehmen kann. Der Effekt der Abführung der eingeschlossenen Luft kann in Weiterbildung der Erfindung noch dadurch gesteigert werden, daß durch Anwendung eines Unterdruckes am Prägewerkzeug das zu prägende Material an das Werkzeug angesaugt wird.

[0014] Um die angestrebte, optisch einwandfreie Ausbildung der erwünschten Prägung zu erzielen, ist es vorteilhaft, wenn in Weiterbildung der Erfindung zwischen der zu prägenden Oberfläche und dem Prägewerkzeug ein Trennmittel eingesetzt wird. Dieses führt dazu, daß die bei der Berührung mit dem gekühlten Prägewerkzeug erstarrende Kunststoffschicht nicht anhaftet. Der Kunststoff kann sich den Konturen des Prägewerkzeuges anpassen und ein örtliches Anhalten an dem Prägewerkzeug, welches zu Überdehnungen im Prägebereich oder in benachbarten Bereichen Anlaß gibt, wird vermieden.

[0015] Um eine Anpassung an die jeweiligen Verhältnisse, insbesondere die zu prägenden Materialien, zu erzielen, kann in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung von den den Prägevorgang beeinflussenden Parametern mindestens einer veränderbar sein. Die den Prägevorgang beeinflussenden Parameter sind der Anpreßdruck, die Heiztemperatur, die Heizzeit sowie die Prägezeit bzw. Prägegeschwindigkeit, die, da materialabhängig, durch einen Versuch ermittelt werden können.

[0016] Sofern es sich um einfache Teile handelt, die von beiden Seiten zugänglich sind, kann sowohl die Wärmeeinwirkung als auch die Druckeinwirkung von beiden Seiten der Kunststoffolie erfolgen.

[0017] Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der zweiten Variante ist gekennzeichnet durch eine Aufnahmevorrichtung für das zu prägende Teil, eine Heizeinrichtung für den zu prägenden Bereich sowie eine Prägeeinrichtung mit kühlbarem Prägewerkzeug.

[0018] Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der ersten Variante ist dadurch gekennzeichnet, daß das Prägewerkzeug sowohl zum Erwärmen als auch zum Kühlen des zu prägenden Materials eingerichtet ist. Eine bevorzugte Ausgestaltung dieser Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Prägewerkzeug als loses Teil mit guten Wärmeleiteigenschaften und einer für den Prägevorgang ausreichenden Wärmespeicherkapazität ausgebildet ist und durch unmittelbaren Kontakt mit einer Heizeinrichtung oder einer Kühleinrichtung erwärmbar oder kühlbar ist. Für die Durchführung des Verfahrens wird also das Prägewerkzeug zunächst erwärmt, so daß es nicht nur als Prägewerkzeug, sondern auch als Speicherheizung dient, um die beim Prägen notwendige Erwärmung des zu prägenden Materials herbeizuführen. Während des Ausübens des Prägedruckes wird zwischen einer Pressensohle und dem Prägewerkzeug eine Kühlplatte eingelegt, so daß durch diese Kühlplatte das Prägewerkzeug gekühlt wird, um durch entsprechende Wärmeübertragung auf das zu prägende Material dieses Material nach Beendigung des eigentlichen Prägevorganges abzukühlen und damit die Prägung zu stabilisieren. Es ist auch möglich, daß das Prägewerkzeug sowohl mit einer Heizeinrichtung als auch mit einer Kühleinrichtung ausgerüstet ist, so daß beide Funktionen unmittelbar hintereinander ausgeübt werden können.

[0019] Diese Vorrichtung kann sowohl stationär als auch verfahrbar angeordnet sein, was in erster Linie von der Größe der Bauteile abhängt, die mit einer Prägung versehen werden sollen.

[0020] Als Heizeinrichtung kann entweder ein Infrarotstrahler oder ein Heißluftgebläse dienen. Es ist aber auch möglich eine Heizeinrichtung vorzusehen, die als Kontaktheizung ausgebildet ist. Diese Heizeinrichtung benötigt keine Blende zur Abdeckung des Bereiches, der an den zu prägenden Bereich angrenzt. Im Falle der Anwendung eines IR-Strahlers oder eines Heißluftgebläses umfaßt die Vorrichtung eine Blende, die die Wärmeeinwirkung auf den zu prägenden Bereich begrenzt.

[0021] In vorteilhafter Weise besteht das Prägewerkzeug aus einem mikroporösen Material, beispielsweise aus mikropörösen Galvanos, Sinterkörpern oder Sinterbronze. Die Verwendung eines Prägewerkzeuges aus einem mikroporösen Werkstoff hat den Vorteil, daß die zwischen dem Prägewerkzeug und dem zu prägenden Material eingeschlossene Luft entweichen kann. Dieser Vorgang kann auch dadurch unterstützt werden, wenn in wieterer Ausgestaltung der Erfindung das Prägewerkzeug mit einer Unterdruckquelle in Verbindung steht, die einen Unterdruck an der Werkstückanlageseite erzeugt. Diese Lufteinschlüsse können dann durch den Unterdruck abgesaugt werden und außerdem wird ein äußerst exaktes Anlegen des zu prägenden Materials an das Prägewerkzeug sichergestellt.

[0022] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Figur 1:

einen Schnitt durch ein aus einer Folie hergestelltes Formteil auf einer Teileaufnahme in einer Heizstation;

Figur 2:

das Formteil mit Teileaufnahme in einer Prägestation;

Figur 3:

einen Schnitt durch ein aus Folie und Trägerteil bestehendes Formteil in der Heizstation;

Figur 4:

das Formteil aus Figur 3 in einer Prägestation;

Figur 5a:

einen Schnitt durch ein Prägewerkzeug und einer Heizeinrichtung hierfür; und

Figur 5b:

einen Schnitt durch eine Teileaufnahme mit Formteil, Prägewerkzeug und Kühleinrichtung.

[0023] In den Figuren 1 und 2 sind die aufeinanderfolgenden Verfahrensschritte des Aufheizens und Prägens eines aus einer Folie hergestellten Formteiles 1 dargestellt, welches auf einer Teileaufnahme 2 aufgenommen und mit dieser zu den einzelnen Stationen der Vorrichtung verfahrbar ist. Die Verfahrbarkeit des Formteiles mit der Teileaufnahme ist vorgesehen, wenn es sich um kleinere Teile handelt. Bei größeren Teilen kann es vorteilhaft sein, die Teileaufnahme 2 stationär anzuordnen und die noch zu beschreibende Heizeinrichtung und den Prägestempel entsprechend zu bewegen.

[0024] Bei der Darstellung in den Figuren 1 und 2 ist die Teileaufnahme in dem zu prägenden Bereich 3 ausgenommen, so daß das Formteil 1 mittels Heizstrahlern 4 und 5 sowohl von der Oberseite als auch von der Unterseite erhitzt werden kann. Um nun ausschließlich den Bereich 3 zu erwarmen, ist die Teileaufnahme 2 mit einer entsprechend großen Aussparung 6 versehen, so daß die verbleibende Teileaufnahme 2, auf der das Formteil 1 aufliegt, dieses abschirmt. An der Oberseite ist eine Blende 7 vorgesehen, die den Bereich außerhalb des zu prägenden Bereiches 3 abdeckt.

[0025] In dieser Station wird das Folienmaterial des Formkörpers 1 auf eine Temperatur zwischen dem Erweichungsbereich und dem Zersetzungsbereich, in vielen praktischen Fällen auf eine Temperatur zwischen 150°C bis 250°C erhitzt, worauf dann das Formteil zusammen mit der Teileaufnahme 2 in eine Prägestation entsprechend Figur 2 gebracht werden. Dort ist die aus den Heizstrahlern 4 und 5 bestehende Heizeinrichtung entfernt und durch eine Prägeeinrichtung ersetzt, die einen Oberstempel 8 und einen Unterstempel 9 mit entsprechenden Werkzeugen 10 und 11 umfaßt, die ebenso wie die Teile 4 und 5 der Heizeinrichtung entsprechend den Doppelpfeilen 12 und 13 verfahrbar sind. Die Prägewerkzeuge 10 und 11 sind mit Kühlrohren 14 versehen und entsprechend kühlbar, so daß während der Druckanwendung mit einer Verformungskraft von ungefähr 10 Newton/cm² gleichzeitig eine schroffe Abkühlung des erhitzten Folienmaterials erfolgt. Das eingeprägte Muster oder der eingeprägte Schriftzug kann sich dann nicht mehr verändern, weil er wahrend des Prägevorgangs gleichzeitig auf eine Temperatur abgekühlt wird, bei welcher eine nachträgliche Veränderung nicht mehr eintritt. Der rasche Übergang von einer starken Erhitzung auf einen abgekühlten Zustand innerhalb sehr kurzer Zeit führt auch dazu, daß der so durch dieses Prägen veränderte Folienbereich späteren Wärmeeinwirkungen standhält, das heißt, daß die einmal geprägte Struktur ihre Formgebung auch bei Einwirkung höherer Temperaturen beibehalt. Solche höhere Temperaturen treten im Innenraum eines Kraftfahrzeuges auf, wenn dieses im geschlossenen Zustand längere Zeit der Sonneneinstrahlung ausgesetzt wird. In Figur 1 ist mit 15 ein Sensor bezeichnet, mit dessen Hilfe die einzustellende Temperatur der Folie überwacht werden kann.

[0026] Die Ausführungsform nach den Figuren 3 und 4 unterscheidet sich gegenüber derjenigen nach den Figuren 1 und 2 dadurch, daß das aus Kunststoff hergestellte Formteil 1 auf einem Trägerteil 1' aufkaschiert ist, so daß eine Prägung nur von der Oberseite, das heißt von der Folienseite her, möglich ist. Aus diesem Grunde ist auch die Teileaufnahme 2 ohne Aussparung ausgebildet und die Erwärmung der Folie im Bereich 3 erfolgt nur durch einen oberen Heizstrahler 4, der den Bereich 3 innerhalb der Blende 7 aufheizt, wobei, wie auch in Figur 1, der Aufheizvorgang durch den Sensor 15 überwacht wird. Nach dem Aufheizen wird dieser Bereich durch den Oberstempel 8 mittels des Prägewerkzeuges 10 verformt. Da hier der Unterstempel 9 mit dem Unterwerkzeug 11 entsprechend Figur 2 fehlt, muß die Teileaufnahme 2 den notwendigen Gegendruck aufnehmen können.

[0027] In den Figuren sind die jeweils notwendigen Aufnahmetische oder Transportvorrichtungen nicht dargestellt, da es sich hier um Einrichtungen bekannter Art handelt. Die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung, nämlich die Heizeinrichtung und die Prägeeinrichtung, können als selbständige Vorrichtungen ausgeführt sein oder sie können in eine Anlage zur Herstellung von Formteilen, wie zum Beispiel Innenverkleidungen führ Kraftfahrzeuge, integriert sein.

[0028] Während die Figuren 1 bis 4 eine Vorrichtung zur Durchführung der zweiten Verfahrensvariante zeigen, ist die Vorrichtung gemäß den Figuren 5a und 5b für die Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 vorgesehen. Gemäß Figur 5a ist auf einer Heizplatte 20 ein als loses Teil ausgebildetes Prägewerkzeug 21 mit einem entsprechenden Aufnahmeteil 22 aufgelegt, um das Prägewerkzeug 21 für den Prägevorgang aufzuheizen.

[0029] Die Figur 5b zeigt ein zu prägendes Teil 23 auf einer Teileaufnahme 24 und Aufnahmeplatten 25 und 26 einer Prägestation. Oberhalb des zu prägenden Teiles 23 ist das aufgeheizte Prägewerkzeug 21 mit Aufnahmeplatte 22 vorgesehen, welches von einer Kühlplatte 27 überlagert ist, die sich zwischen einem nicht dargestellten Pressenstempel und der Aufnahmeplatte 22 des Prägewerkzeuges 21 befindet. Durch diese Kühlplatte 27 wird während des Prägevorganges das Prägewerkzeug 21 von seiner Rückseite aus gekühlt, so daß nach Beendigung des Prägevorganges, das heißt nach Erreichen der notwendigen Eindringtiefe des Prägewerkzeuges in das zu prägende Material, die Kühlung des vorher bis zum Erweichungszustand aufgeheizten Materials einsetzt, so daß dieses Material in Berührung mit dem Prägewerkzeug abkühlen kann, wodurch die gewünschte Formgebung stabilisiert wird.

Ansprüche

1. Verfahren zum Prägen von Materialien mit zumindest einem Anteil an einem Kunststoff, der bei Erwärmung in einen erweichten Zustand überführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das zu prägende Material gleichzeitig mit Beginn der Prägedruckeinwirkung durch Kontaktwärme eines erhitzten Prägewerkzeuges bei ansteigendem Prägedruck bis auf eine Temperatur erwärmt wird, die bei Polyolefinen zumindest dem Kristallitschmelzbereich und bei amorphen Kunststoffen oder Elastomeren zumindest dem Erweichungsbereich entspricht, wobei der Vorgang der Druckeinwirkung und der Erwärmung so lange fortgesetzt wird, bis eine vorgesehene Eindringtiefe des Prägewerkzeuges in das zu prägende Material erreicht ist, worauf dieses Material bei weiterhin unter Druck einwirkendem Prägewerkzeug durch Kühlen des Prägewerkzeuges abgekühlt wird und das Prägewerkzeug nach dem Abkühlen entfernt wird.

2. Verfahren zum Prägen von Materialen mit zumindest einem Anteil an einem Kunststoff, der bei Erwärmung in einen erweichten Zustand überführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das zu prägende Material zumindest in dem durch Prägen zu verformenden Bereich auf eine Temperatur erwärmt wird, die bei Polyolefinen zumindest dem Kristallitschmelzbereich und bei amorphen Kunststoffen oder Elastomeren zumindest dem Erweichungsbereich entspricht und daß nach dem Erwärmen der Prägevorgang durch Druckeinwirkung bei gleichzeitig schroffer Abkühlung des zu prägenden Bereiches erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägegeschwindigkeit kleiner ist als dies der möglichen Fließgeschwindigkeit des zu prägenden Materials bei der gerade vorherrschenden Temperatur und dem gerade vorherrschenden Prägedruck entspricht, der von 0 bei Prägebeginn auf einen von der Oberflächentemperatur und der Materialbeschaffenheit des zu prägenden Materials abhängigen End-Prägedruck gesteigert wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der beim Prägevorgang eingestellte End-Prägedruck mindestens 10 Newton/cm² beträgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung des zu prägenden Bereiches durch IR-Strahler erfolgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung des zu prägenden Bereiches durch ein erhitztes gasförmiges Medium erfolgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung des zu prägenden Bereiches durch eine Kontaktheizung erfolgt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Erwärmung des zu prägenden Bereiches in dem Randbereich desselben eine Übergangszone mit allmählich abfallender Temperatur eingestellt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der örtlichen Verteilung der Wärmeeinwirkung auf das zu prägende Material eine Blende verwendet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägung mittels eines kühlbaren Prägewerkzeuges erfolgt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägung mittels eines massiven Werkzeuges erfolgt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägung mittels eines luftdurchlässigen Prägewerkzeuges erfolgt.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß durch Anwendung eines Unterdruckes am Prägewerkzeug das zu prägende Material an das Prägewerkzeug angesaugt wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der zu prägenden Oberfläche und dem Prägewerkzeug ein Trennmittel eingesetzt wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß von den den Prägevorgang beeinflussenden Parametern mindestens einer veränderbar ist.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die den Prägevorgang beeinflussenden Parameter der Anpreßdruck, die Heiztemperatur, die Heizzeit sowie die Prägezeit bzw. Prägegeschwindigkeit sind.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Wärmeeinwirkung als auch die Druckeinwirkung von beiden Seiten der Teile erfolgt.

18. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Prägewerkzeug sowohl zum Erwärmen als auch zum Kühlen des zu prägenden Materials eingerichtet ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Prägewerkzeug als loses Teil mit guten Wärmeleiteigenschaften und einer für den Prägevorgang ausreichenden Wärmespeicherkapazität ausgebildet ist und durch unmittelbaren Kontakt mit einer Heizeinrichtung oder Kühleinrichtung erwärmbar oder kühlbar ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Prägewerkzeug sowohl mit einer Heizeinrichtung als auch mit einer Kühleinrichtung ausgerüstet ist.

21. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 2 bis 17, gekennzeichnet durch eine Aufnahmevorrichtung (2) für das zu prägende Teil (1; 1,1'), eine Heizeinrichtung (4, 5) für den zu prägenden Bereich (3) sowie eine Prägeeinrichtung (8, 10, 9, 11) mit kählbarem Prägewerkzeug(10, 11).

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung Infrarotstrahler umfaßt.

23. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung ein Heißluftgebläse umfaßt.

24. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung als Kontaktheizung ausgebildet ist.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Blende (7) umfaßt, die die Wärmeeinwirkung auf den zu prägenden Bereich (3) begrenzt.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Prägewerkzeug aus einem massiven Werkstoff besteht.

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Prägewerkzeug aus einem mikroporösen Werkstoff besteht.

28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Prägewerkzeug mit einer Unterdruckquelle in Verbindung steht, die einen Unterdruck an der Werkstückanlageseite erzeugt.

Zeichnung